CH411109A - Anordnung zur Energieübertragung von einem Leitungssystem grösserer Gleichspannung auf ein Leitungssystem kleinerer Gleichspannung und umgekehrt - Google Patents

Description

  Anordnung zur     Energieübertragung    von einem Leitungssystem       grösserer    Gleichspannung auf ein Leitungssystem     kleinerer     Gleichspannung und umgekehrt    Das übliche     Verfahren    zur     Energieübertragung     zwischen einer grösseren und einer kleineren Gleich  spannung besteht darin, dass der Strom durch Wider  stände geregelt wird. Dabei ist nur     Energieübertragung     von einer grösseren     Spanung        Uo    auf eine kleinere Span  nung möglich.

   Es sind Anordnungen bekannt gewor  den, diese Regelung statt mit Widerständen mit       Tastanordnungen    zu verwirklichen derart, dass aus  einer der Spannungsquellen Impulsströme entnommen  werden, welche über einen Energiespeicher der     anderen     Spannungsquelle zugeführt werden. Als Steuerorgane  in derartigen Impulsspeichern haben sich steuerbare  Halbleiterzellen bewährt, welche durch Kondensator  stösse negativer Polarität periodisch gelöscht werden.

    Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, diese     Tast-          anordnungen    derart auszulegen, dass sie     abwechselnd     Energie von der grösseren Spannung     Uo    zur     kleineren     Spannung U und umgekehrt übertragen können.  



  Diese vorgeschlagenen Anordnungen lassen sich  dahingehend weiterbilden, dass die Energieübertra  gung gleichzeitig für     beide    Richtungen offen ist.     Die     Erfindung betrifft eine Anordnung zur Energieüber  tragung von einem Leitungssystem grösserer Gleich  spannung auf ein     Leitungssystem    kleinerer Gleichspan  nung und umgekehrt. Erfindungsgemäss ist für jede der       beiden        Energierichtungen    eine gesonderte     Tastanord-          nung    mit eigenem     Energiespeicher    vorgesehen.

   Auf  diese Weise wird es möglich, ohne Eingriffe in die  Steuerungen der beiden     Tastschaltungen    zeitlich un-    mittelbar     hintereinander    die Richtung des Energie  flusses zu     ändern,    bzw. einen Kreisstrom durch     beide          Tastanordnungen        fliessen    zu lassen.     Derartige    Ein  richtungen, sind beispielsweise     erforderlich    beim Be  trieb von     Blindleistungswechselrichtern.     



  An     Hand        einer        Zeichnung    sei ein     schematisches          Ausführungsbeispiel    der Erfindung beschrieben. In       Fig.    1 ist eine Anordnung     dargestellt,    in der     Uo    eine  feste     Gleichspannung    ist.

   Sie arbeitet auf die     kleinere     Spannung U eines Gleichstrommotors, und zwar für  die positive Energierichtung (Antrieb des Motors) über  die löschbare Triode 1 und     die    Drossel 2, wobei die  Diode 3 als     Freilaufdiode    fungiert, andererseits für  die negative     Energierichtung,    d. h. für     Abbremsung     des Motors, über die löschbare Triode 4, die Drossel 5  und die Diode 6. Die     Kondensatoren    7 und 8 dienen  dabei unter Zuhilfenahme der     steuerbaren        Trioden     9 und 10 zum periodischen Löschen der Trioden 1  und 4.

   Die Dioden 11     und    12 bewirken zusammen  mit den Schwingdrosseln 13 und 14 in bekannter Wei  se     eineWiederaufladung        derLöschkondensatoren    7 und  B. Die Gitter der Trioden 1 und 9 können so gesteuert  bzw. geregelt werden, dass der Gleichstrommotor mit  gewünschter Umdrehungszahl     läuft;        ebenso    können  die Gitter der Trioden 4 und 10     derart        :geregef    wer  den, dass der Motor     Energie    in die Spannungsquelle       zurückliefert,        d:h.        in        regelbarer    Weise abgebremst  wird.

   Der Vorteil der Anordnung nach der     Erfindung     besteht darin, dass die     .löschbaren    Trioden 1 und 4      auch gleichzeitig arbeiten können. Es     fliesst        in    diesem  Fall ein Kreisstrom über 1, 2, 5 und 4, wobei' ein Teil  des Stromes auch über die Dioden 3 und 6 fliesst.  



  Damit dieser Kreisstrom keinen     Kurzschluss    bildet,  dürfen die beiden Drosseln 2 und 5 nicht oder nicht  vollständig miteinander magnetisch verkettet sein. Der  Vorteil der Anordnung nach der Erfindung macht  sich besonders bemerkbar bei ihrer     Verwendung    zur  Steuerung bzw. Regelung der Umdrehungszahl von       Drehstrommotoren,    wie sie in     Fig.    2 angedeutet ist.  Hier ist der Gleichstrommotor durch einen selbst  geführten, in der Frequenz     einstellbaren    Wechselrich  ter ersetzt.

   Dieser Wechselrichter hat ausser den Haupt  trioden 15 bis 20, welche durch gezeichnete, nicht näher  bezifferte Kondensatoren periodisch gelöscht werden,  Hilfsdioden 21 bis 26, welche den     Stromwendevorgang     der Kondensatoren unabhängig von der     Drehstrombe-          lastung    machen. Ausserdem sind     Blindleistungsd.ioden     27 bis 32 angeordnet, welche sowohl die     Blindleistung     des     Drehstrommotors        als    auch die     Energierückliefe-          rung    bei     Abbremsung    des Motors übernehmen.

   Zur  Ermöglichung dieser     wechselnden        Energierichtung    ist  die     in        Fig.    1 dargestellte und beschriebene     Schaltung     erforderlich. Über die Triode 1 und die Drossel 2 wird  dem     Drehstrommotor    mit Hilfe des Wechselrichters  ein Drehfeld variabler Frequenz zugeführt.

   Gleichzeitig  kann aber über die Drossel 6 und die Triode 4 Leistung  des     Drehstrommotors    in die     Spannungsquelle        U"        zu-          rückgeliefert    werden, ohne dass an der Steuerung der  Trioden 1 und 4     Eingriffe    erforderlich sind. Die Anord  nung der     Fig.    2 kann sowohl für     Asynchronmotoren     mit Kurzschlussläufer als auch mit     Schl'eifringläufer     verwendet werden. Im letzteren Fall     kann    zur weiteren       E2egelung    bzw.

   Steuerung     des    Drehzahlverhaltens des  Motors auch     im        Rotorkreis    eine     Tastschaltung    verwen  det werden, die     entweder    auf einen Widerstand     oder     auch auf die     ursprüngliche    Spannungsquelle     U"        arbeitet.     Es kann jedoch auch ein Synchronmotor betrieben       werden.    Da mit zunehmender Frequenz zur Aufrechter  haltung eines Drehfeldes     konstanter    Amplitude eine  zunehmende Spannungsamplitude erforderlich     isst,

      kann  man mit der Anordnung nach der Erfindung durch  länger anhaltendes Öffnen der Triode 1 die     Speisespan-          nung    des     Wechselrichters        gleichzeitig        mit    der     Frequenz     des Wechselrichters erhöhen. Zum Abbremsen des       Drehstrommotors    wird man die     Frequenz    des     Wechsel-          richters    höher einstellen als es der Umdrehungszahl  des Motors entspricht.

   Zur Umkehrung der     Drehrich-          :ung    des Motors genügt es, die     Ziindfolge        zweier     Phasen des     Wechselrichters    zu vertauschen. Um die       Drehstrommotoren    klein zu halten, kann man mit der    Frequenz des Wechselrichters über den üblichen Wert  von 50 oder 60 Hz hinausgehen, so dass man maximale       Umdrehungszahlen    von 6000 oder mehr erreichen  kann.

   Zum sicheren Anlaufen des Wechselrichters sind  in bekannter Weise Ladekreise für die     Kommutierungs-          kondensatoren        erforderlich,    welche in     Fig.    2     nicht     gezeichnet sind. Die Steuerung der Trioden 1, 4 und 15  bis 20 wird man in einer logischen Regelschaltung  derart miteinander kombinieren, dass die     gewünschten          Drehzahlkennil'inien    des Motors automatisch erreicht  werden.

   Statt der in     Fig.    1 und 2 gezeichneten Gleich  spannungsbatterie     U,    kann auch eine beliebige andere  Spannungsquelle benutzt werden, welche sowohl Gleich  stromenergie liefern als auch Gleichstromenergie auf  nehmen kann, beispielsweise eine bekannte Antiparal  lelschaltung, die von einer     Drehspannung    her betrie  ben wird. Soll in     Fig.    1 die     Drehrichtung    des Gleich  strommotors umgekehrt werden, so müssen entweder  die Ankeranschlüsse oder die Feldanschlüsse vertauscht  werden, was sowohl mit mechanischen Schaltern als  auch mit steuerbaren Halbleitertrioden möglich ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Anordnung zur Energieübertragung von einem Leitungssystem grösserer Gleichspannung auf ein Leitungssystem kleinerer Gleichspannung und umge kehrt, dadurch gekennzeichnet, dass für jede der beiden Energierichtungen eine gesonderte Tastanordnung mit eigenem Energiespeicher vorgesehen ist.

   1I. Verwendung der Anordnung zur Energie übertragung von einem Leitungssystem grösserer Gleichspannung auf ein Leitungssystem kleinerer Gleichspannung und umgekehrt zur Regelung der Um- drehungszahl und zur Abbremsung von Motoren. UNTERANSPRÜCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass bei Verwendung von Drosseln als Energiespeicher diese magnetisch nicht oder nur in beschränktem Masse magnetisch gekoppelt Sind. 2.

   Anordnung nach Patentanspruch I und Unter anspruch 1, zur Erzeugung einer einstellbaren oder re gelbaren Gleichspannung aus einer festen Gleichspan nung mit Energielieferung in beiden Richtungen. 3. Verwendung der Anordnung nach Patentan spruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung derUmdrehzungszahl von Drehstrommotoren die Spei sung der Drehstrommotoren über einen in der Frequenz einstellbaren Wechselrichter erfolgt